| 网站首页 | 下载中心 | 雁过留声 | 电子入门 | 电子制作 | 家电影音 | 卫星电视 | 电子网址 | 电子资料 | 
Google
 
您现在的位置: 电子爱好者 >> 家电影音 >> 数字电视 >> 信道传输 >> 正文 用户登录 新用户注册
提高信道传输效率 复用技术漫谈       ★★★ 【字体:
提高信道传输效率 复用技术漫谈
作者:imefan    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2008-3-20    

 

  在数据通信中,复用技术的使用极大地提高了信道的传输效率,取得了广泛地应用。多路复用技术就是在发送端将多路信号进行组合(如广电前端使用的混合器),然后在一条专用的物理信道上实现传输,接收端再将复合信号分离出来。多路复用技术主要分为两大类:频分多路复用(简称频分复用)和时分多路复用(简称时分复用),波分复用和统计复用本质上也属于这两种复用技术。另外还有一些其他的复用技术,如码分复用、极化波复用和空分复用等。
  
  1.频分复用

  频分复用FDM,Frequency Division Multiplexing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道),每一个子信道传输1路信号。频分复用要求总频率宽度大于各个子信道频率之和,同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰,应在各子信道之间设立隔离带,这样就保证了各路信号互不干扰(条件之一)。频分复用技术的特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作,每一路信号传输时可不考虑传输时延,因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。频分复用技术除传统意义上的频分复用(FDM)外,还有一种是正交频分复用( OFDM)。
  
  1.1传统的频分复用
  
  传统的频分复用典型的应用莫过于广电 HFC网络电视信号的传输了,不管是模拟电视信号还是数字电视信号都是如此,因为对于数字电视信号而言,尽管在每一个频道(8 MHz)以内是时分复用传输的,但各个频道之间仍然是以频分复用的方式传输的。
  
  1.2正交频分复用
  
   OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)实际是一种多载波数字调制技术。OFDM全部载波频率有相等的频率间隔,它们是一个基本振荡频率的整数倍,正交指各个载波的信号频谱是正交的。
  
  OFDM系统比FDM系统要求的带宽要小得多。由于OFDM使用无干扰正交载波技术,单个载波间无需保护频带,这样使得可用频谱的使用效率更高。另外,OFDM技术可动态分配在子信道中的数据,为获得最大的数据吞吐量,多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。目前OFDM技术已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中,主要的应用包括:非对称的数字用户环线(ADSL)、数字视频广播(DVB)、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网(WLAN)和第4代(4G)移动通信系统等。
  
  2.时分复用

  时分复用( TDM,Time Division Multiplexing)就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片(简称时隙),并将这些时隙分配给每一个信号源使用,每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变,所以有时也叫同步时分复用。其优点是时隙分配固定,便于调节控制,适于数字信息的传输;缺点是当某信号源没有数据传输时,它所对应的信道会出现空闲,而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信道,因此会降低线路的利用率。时分复用技术与频分复用技术一样,有着非常广泛的应用,电话就是其中最经典的例子,此外时分复用技术在广电也同样取得了广泛地应用,如SDH,ATM,IP和HFC网络中CM与CMTS的通信都是利用了时分复用的技术。
  
  3.波分复用

  光通信是由光来运载信号进行传输的方式。在光通信领域,人们习惯按波长而不是按频率来命名。因此,所谓的波分复用( WDM,Wavelength Division Multiplexing)其本质上也是频分复用而已。WDM是在1根光纤上承载多个波长(信道)系统,将1根光纤转换为多条“虚拟”纤,当然每条虚拟纤独立工作在不同波长上,这样极大地提高了光纤的传输容量。由于WDM系统技术的经济性与有效性,使之成为当前光纤通信网络扩容的主要手段。波分复用技术作为一种系统概念,通常有3种复用方式,即1 310 nm和1 550 nm波长的波分复用、粗波分复用(CWDM,Coarse Wavelength Division Multiplexing)和密集波分复用(DWDM,Dense Wavelength Division Multiplexing)。
  
  (1)1 310 nm和1 550 nm波长的波分复用
  
  这种复用技术在20世纪70年代初时仅用两个波长:1 310 nm窗口一个波长,1 550 nm窗口一个波长,利用WDM技术实现单纤双窗口传输,这是最初的波分复用的使用情况。
  
  (2)粗波分复用
  
  继在骨干网及长途网络中应用后,波分复用技术也开始在城域网中得到使用,主要指的是粗波分复用技术。CWDM使用1 200~1 700 nm的宽窗口,目前主要应用波长在1 550 nm的系统中,当然1 310 nm波长的波分复用器也在研制之中。粗波分复用(大波长间隔)器相邻信道的间距一般≥20 nm,它的波长数目一般为4波或8波,最多16波。当复用的信道数为16或者更少时,由于CWDM系统采用的DFB激光器不需要冷却,在成本、功耗要求和设备尺寸方面,CWDM系统比DWDM系统更有优势,CWDM越来越广泛地被业界所接受。CWDM无需选择成本昂贵的密集波分解复用器和“光放”EDFA,只需采用便宜的多通道激光收发器作为中继,因而成本大大下降。如今,不少厂家已经能够提供具有2~8个波长的商用CWDM系统,它适合在地理范围不是特别大、数据业务发展不是非常快的城市使用。
  
  (3)密集波分复用
  
  密集波分复用技术(DWDM)可以承载8~160个波长,而且随着DWDM技术的不断发展,其分波波数的上限值仍在不断地增长,间隔一般≤1.6 nm,主要应用于长距离传输系统。在所有的DWDM系统中都需要色散补偿技术(克服多波长系统中的非线性失真——四波混频现象)。在16波DWDM系统中,一般采用常规色散补偿光纤来进行补偿,而在40波DWDM系统中,必须采用色散斜率补偿光纤补偿。DWDM能够在同一根光纤中把不同的波长同时进行组合和传输,为了保证有效传输,一根光纤转换为多根虚拟光纤。目前,采用DWDM技术,单根光纤可以传输的数据流量高达400 Gbit/s,随着厂商在每根光纤中加入更多信道,每秒太位的传输速度指日可待。
  
  4.码分复用

  码分复用( CDM,Code Division Multiplexing)是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式,主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术,包括无线和有线接入。例如在多址蜂窝系统中是以信道来区分通信对象的,一个信道只容纳1个用户进行通话,许多同时通话的用户,互相以信道来区分,这就是多址。移动通信系统是一个多信道同时工作的系统,具有广播和大面积覆盖的特点。在移动通信环境的电波覆盖区内,建立用户之间的无线信道连接,是无线多址接入方式,属于多址接入技术。联通CDMA(Code Division Multiple Access)就是码分复用的一种方式,称为码分多址,此外还有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和同步码分多址(SCDMA)。
  
  (1) FDMA
  
  FDMA频分多址采用调频的多址技术,业务信道在不同的频段分配给不同的用户。FDMA适合大量连续非突发性数据的接入,单纯采用FDMA作为多址接入方式已经很少见。目前中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网就是采用FDMA和TDMA两种方式的结合。
  
  (2) TDMA时分多址
  
  TDMA时分多址采用了时分的多址技术,将业务信道在不同的时间段分配给不同的用户。TDMA的优点是频谱利用率高,适合支持多个突发性或低速率数据用户的接入。除中国联通、中国移动所使用的GSM移动电话网采用FDMA和TDMA两种方式的结合外,广电HFC网中的CM与CMTS的通信中也采用了时分多址的接入方式(基于DOCSIS1.0或1.1和Eruo DOCSIS1.0或1.1)。
  
  (3) CDMA码分多址
  
  CDMA是采用数字技术的分支——扩频通信技术发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术,它是在FDM和TDM的基础上发展起来的。FDM的特点是信道不独占,而时间资源共享,每一子信道使用的频带互不重叠;TDM的特点是独占时隙,而信道资源共享,每一个子信道使用的时隙不重叠;CDMA的特点是所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输,它在信道与时间资源上均为共享,因此,信道的效率高,系统的容量大。CDMA的技术原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一

[1] [2] 下一页

文章录入:imefan    责任编辑:ImEfan 
  • 上一篇文章:

  • 下一篇文章:
  • 发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口
    最新热点 最新推荐 相关文章
    没有相关文章